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應變式力傳感器的特殊應用

發布時間 : 2018-11-22

應變式力傳感器的特殊應用

鉆開兩個孔,并攻絲,清理好安裝表面,將應變式力傳感器置于該表面之上,并按照規定扭矩緊固這兩顆螺釘,然后設置零點,現在就可以進行應變測量。

然而,事情并沒有這么簡單!當然,上述程序適用于使用應變式力傳感器進行的力測量:在安裝螺釘后測量發揮作用的應變。但是,在所選位置進行的測量是否起作用是另一個問題。在有些應用(例如筒倉支架)中,測量點的選擇很簡單。但是,在其他應用如沖擊式破碎機中,測量點的選擇就更加困難。


應變式力傳感器:簡述

首先,該術語的簡要說明為:應變式力傳感器也被稱為應變式傳感器,是力傳感器的一種特殊形式。此類傳感器通過螺絲安裝在外部,因此安裝簡單快速,但是此類傳感器不直接測量力,而是間接測量。雖然如此,此類傳感器仍能夠實現高準確度測量。

當必須檢測現有部件(大部分部件為固體模式)上是否因外力而發生變形時,需使用應變式力傳感器。如上文所述,此類傳感器需連接到部件上并做相應的調整,然后能夠開始測量外力。在測量過程中,應變通過摩擦從固體部件傳遞至應變式力傳感器上。這些傳感器的應用各有不同,以下詳細說明了兩個應用實例。

實例1:使用應變式力傳感器對筒倉稱重

筒倉稱重系統通常用于測量向拖車內倒入材料的數量。一般來說,實時了解筒倉內還有多少材料是非常重要的。如果在筒倉設計一開始就規劃了此類稱重系統,則可以高準確度測定筒倉內材料的重量。為此,可在筒倉底部安裝剪切梁和彎曲梁稱重傳感器。

但是,如果已經建造了筒倉或儲罐,且需在之后安裝稱重或料位測量系統,那該怎么辦?在這種情況下,安裝剪切梁和彎曲梁稱重傳感器以進行力測量的代價高昂,甚至不存在可能性。

此時,可根據筒倉或儲罐的具體要求對應變式力傳感器進行改造。僅需將傳感器通過螺絲安裝在支架上。如上文所述,應變式力傳感器設計用于測量外部作用力導致現有部件發生變形的應用。如果知道柱子變形,我們就可以很容易地評估筒倉內的料位。

應變式力傳感器的特殊應用

應變式力傳感器在水箱底部作為稱重系統

實例2:在沖擊式破碎機中使用應變式力傳感器

在沖擊式破碎機中使用是應變式力傳感器的另一個應用實例。沖擊式破碎機是一種用來粉碎材料(如石頭)的機器。此類材料通過“沖擊破碎”被粉碎成更小的部分。在粉碎過程中,會出現應力突然增加的現象,反過來會導致容器或機器材料變形??墒褂脩兪搅鞲衅鳒y量由此導致的應變。如果應變過大,例如石頭卡在主軸中,則系統會自動關閉。

在這種應用中,也無需重新設計沖擊式破碎機,僅需將應變式力傳感器通過螺絲固定在正確的位置上,之后就可檢測產生的應力。在大部分情況下,傳感器的最佳安裝位置通過FE(有限元分析)計算測定(這樣可以確保應變在規定極限范圍內)。

“有限元分析方法”(FEM)將整體通過網格劃分成很大數量的小單元(有限數量的單元,其大小不是無限小),以便測定強度和變形。與復雜的整體相比,這些單個小單元更便于計算。計算的基礎為多重微分方程的解答。

結論

總之,可以說,如果計劃從一開始就將測量系統考慮在內,則可以使用比應變式力傳感器更加精準的測量技術,因為此類應變式力傳感器僅能間接測量,而不能在力流中進行直接測量。但是,如果系統已經存在,應變式力傳感器就是一種低成本的解決方案,也能提供可靠的測量值。在應用本身,此類傳感器可以快速安裝,適用于靜態和動態測量任務。此外,此類傳感器還具有高度的抗沖擊和振動性,以及良好的長期穩定性。輸出信號可以為 4-20 mA、0-10 V、CAN或CANopen。

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